Oligotrof - Oligotroph

En oligotrof er en organisme, der kan leve i et miljø, der tilbyder meget lave niveauer af næringsstoffer . De kan være i modsætning til copiotrophs , der foretrækker ernæringsrige miljøer. Oligotrofer er kendetegnet ved langsom vækst, lave metaboliseringshastigheder og generelt lav befolkningstæthed. Oligotrofe miljøer er dem, der tilbyder lidt til at opretholde livet. Disse miljøer omfatter dybe oceaniske sedimenter, huler, is- og polaris, dyb underjordisk jord, akviferer, havvand og udvasket jord.

Eksempler på oligotrofe organismer er den hulebolige olm ; bakterien, Pelagibacter ubique , som er den mest rigelige organisme i havene med en anslået 2 × 10 28 individer i alt; og lavene med deres ekstremt lave stofskifte .

Etymologisk er ordet "oligotroph" er en kombination af de græske adjektiv oligoer (ὀλίγος) betyder "par" og adjektivet trophikos (τροφικός)) betyder "fodring".

Plantetilpasninger

Plantetilpasning til oligotrofe jordarter giver større og mere effektiv næringsstofoptagelse, reduceret næringsstofforbrug og effektiv opbevaring af næringsstoffer. Forbedringer i næringsstofoptagelsen lettes ved rodtilpasninger såsom kvælstoffikserende rodknuder , mycorrhizae og klyngerødder . Forbruget reduceres med meget langsomme vækstrater og ved effektiv anvendelse af næringsstoffer med lav tilgængelighed; for eksempel brugen af ​​meget tilgængelige ioner til at opretholde turgortryk med næringsstoffer med lav tilgængelighed reserveret til vævsopbygning. På trods af disse tilpasninger overstiger næringsstofbehovet typisk optagelsen i vækstsæsonen, så mange oligotrofe planter har evnen til at opbevare næringsstoffer, for eksempel i bagagerumsvæv, når efterspørgslen er lav, og remobilisere dem, når efterspørgslen stiger.

Oligotrofe miljøer

Oligotrofer optager miljøer, hvor de tilgængelige næringsstoffer kun giver lidt til at opretholde livet. Udtrykket " oligotroft " bruges almindeligvis til at beskrive terrestriske og vandmiljøer med meget lave koncentrationer af nitrater, jern, fosfater og kulstofkilder.

Oligotrofer har erhvervet overlevelsesmekanismer, der involverer ekspression af gener i perioder med lave næringsforhold, hvilket har gjort det muligt for dem at finde succes i forskellige miljøer. På trods af evnen til at leve i lave næringsstofkoncentrationer kan oligotrofer have vanskeligheder med at overleve i næringsrige miljøer.

Antarktis

Antarktiske miljøer tilbyder meget lidt til at opretholde livet, da de fleste organismer ikke er godt tilpasset til at leve under næringsbegrænsende forhold og kolde temperaturer (lavere end 5 ° C). Som sådan viser disse miljøer en stor overflod af psykrofiler, der er godt tilpasset til at leve i et antarktisk biom. De fleste oligotrofer lever i søer, hvor vand hjælper med at støtte biokemiske processer til vækst og overlevelse. Nedenfor er nogle dokumenterede eksempler på oligotrofe miljøer i Antarktis:

Lake Vostok , en ferskvandssø, der er blevet isoleret fra verden under 4 km antarktisk is, anses ofte for at være et primært eksempel på et oligotroft miljø. Analyse af isprøver viste økologisk adskilte mikromiljøer. Isolering af mikroorganismer fra hvert mikromiljø førte til opdagelsen af ​​en bred vifte af forskellige mikroorganismer til stede i indlandsisen. Spor af svampe er også blevet observeret, hvilket antyder potentiale for unikke symbiotiske interaktioner. Søens omfattende oligotrofi har fået nogle til at tro, at dele af søen er helt sterile. Denne sø er et nyttigt værktøj til at simulere undersøgelser vedrørende udenjordisk liv på frosne planeter og andre himmellegemer.

Crooked Lake er en ultra-oligotrof iskalsø med en tynd fordeling af heterotrofiske og autotrofiske mikroorganismer. Den mikrobielle sløjfe spiller en stor rolle i cykling af næringsstoffer og energi inden for denne sø, på trods af særlig lav bakteriel overflod og produktivitet i disse miljøer. Den lille økologiske mangfoldighed kan tilskrives søens lave årlige temperaturer. Arter opdaget i denne sø omfatter Ochromonas , Chlamydomonas , Scourfeldia , Cryptomonas , Akistrodesmus falcatus , og Daphniopsis studeri (en microcrustacean). Det foreslås, at lav konkurrenceudvælgelse mod Daphniopsis studeri har gjort det muligt for arten at overleve længe nok til at reproducere i næringsbegrænsende miljøer.

Australien

Sandsletterne og lateritiske jordbund i det sydlige Vestlige Australien , hvor en ekstremt tyk kraton har udelukket enhver geologisk aktivitet siden Cambrian, og der har ikke været nogen istid for at forny jord siden Kulstof . Således er jord ekstremt næringsfattig, og de fleste vegetationer skal bruge strategier som klyngerødder for at få selv de mindste mængder af sådanne næringsstoffer som fosfor og svovl .

Vegetationen i disse regioner er dog bemærkelsesværdig for sin biodiversitet , som steder er lige så stor som en tropisk regnskov og producerer nogle af de mest spektakulære vilde blomster i verden. Det er imidlertid alvorligt truet af klimaforandringer, der har flyttet vinterregnbæltet sydpå, og også ved clearing til landbrug og gennem brug af gødning , som primært er drevet af lave jordomkostninger, der gør landbrug økonomisk selv med udbytter en brøkdel af dem i Europa eller Nordamerika.

Sydamerika

Et eksempel på oligotrofe jordarter er dem på hvidt sand med jordens pH-værdi lavere end 5,0 på Rio Negro- bassinet i det nordlige Amazonas, der huser meget lav mangfoldighed, ekstremt skrøbelige skove og savanner drænet af sortvandsfloder ; mørk vandfarve på grund af høj koncentration af tanniner , humusyrer og andre organiske forbindelser afledt af meget langsom nedbrydning af plantemateriale. Lignende skove findes i de oligotrofe farvande i Patía-flodens delta på Stillehavssiden af ​​Andesbjergene.

Ocean

I havet er de subtropiske gyr nord og syd for ækvator regioner, hvor de næringsstoffer, der kræves til vækst af fytoplankton (for eksempel nitrat , fosfat og kiselsyre ), er kraftigt udtømt året rundt. Disse områder er beskrevet som oligotrofe og udviser klorofyl med lav overflade . De beskrives lejlighedsvis som "havørkener".

Oligotrofe jordmiljøer

De oligotrofe jordmiljøer inkluderer landbrugsjord, frossen jord osv . Forskellige faktorer, såsom nedbrydning , jordstruktur, befrugtning og temperatur , kan påvirke næringsstoftilgængeligheden i jordmiljøerne.

Generelt bliver næringsstoffet mindre tilgængeligt langs dybden af ​​jordmiljøet, fordi de organiske forbindelser nedbrudt fra planten på overfladen og animalsk affald forbruges hurtigt af andre mikrober, hvilket resulterer i mangel på næringsstof i det dybere jordniveau. Derudover forårsager det metaboliske affald, der produceres af mikroorganismerne på overfladen, også ophobning af giftige kemikalier i det dybere område. Desuden er ilt og vand vigtigt for nogle metaboliske veje, men det er vanskeligt for vand og ilt at diffundere, når dybden øges. Nogle faktorer, såsom jordaggregater, porer og ekstracellulære enzymer, kan hjælpe vand, ilt og andre næringsstoffer med at diffundere i jorden. Desuden giver tilstedeværelsen af ​​mineral under jorden de alternative kilder til de arter, der lever i den oligotrofe jord. Med hensyn til landbrugsarealer har anvendelsen af ​​gødning en kompliceret indvirkning på kilden til kulstof, enten at øge eller mindske det organiske kulstof i jorden.

Collimonas er en af ​​de arter, der er i stand til at leve i den oligotrofe jord. Et fælles træk ved de miljøer, hvor Collimonas lever, er tilstedeværelsen af ​​svampe, fordi Collimonas har evnen til ikke kun at hydrolysere chitin, der produceres af svampe til næringsstoffer, men også producere materialer (f.eks. P. fluorescens 2-79) for at beskytte sig mod svampeinfektion. Det gensidige forhold er almindeligt i de oligotrofe miljøer. Derudover kan Collimonas også få elektronkilder fra klipper og mineraler ved forvitring .

Med hensyn til polære områder, såsom Antarktis og Arktis, betragtes jordmiljøet som oligotroft, fordi jorden er frossen med lave biologiske aktiviteter. De mest udbredte arter i den frosne jord er Actinobacteria , Proteobacteria , Acidobacteria og Cyanobakterier , sammen med en lille mængde archaea og svampe. Actinobakterier kan opretholde aktiviteten af ​​deres metaboliske enzymer og fortsætte deres biokemiske reaktioner under en lang række lave temperaturer. Derudover beskytter DNA-reparationsmaskineriet i Actinobacteria dem mod dødelig DNA-mutation ved lav temperatur.

Se også

Referencer

eksterne links